1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài: Việc học tập kiến thức học sinh trường trình tư đầy đủ Học sinh thu thập thông tin cần thiết phân tích, tổng hợp thông tin trợ giúp giáo viên để biến thành kiến thức, kĩ Tuy nhiên để học sinh hiểu nắm vững lí thuyết khó, để học sinh biết vận dụng lí thuyết để giải tập lại khó đòi hỏi học sinh phải có tính chủ động, sáng tạo, tích cực, khả nhận biết giải vấn đề Để đạt mục tiêu đó, việc giáo viên tích cực đổi phương pháp dạy học việc phân loại phương pháp giải dạng tập đóng vai trò quan trọng Giáo viên phải người phân dạng cung cấp cho học sinh phương pháp giải phù hợp với dạng tập Nhất học sinh lớp 10 em bước vào năm học bậc học THPT, em phải tiếp thu lượng kiến thức tương đối lớn so với bậc học THCS nên em không tránh khỏi bỡ ngỡ, lúng túng vận dụng lí thuyết để giải tập việc phân dạng tập phương pháp giải dạng tập có ý nghĩa quan trọng em Trong trình giảng dạy phần “ Định luật bảo toàn động lượng”, thấy học sinh lúng túng đứng trước tập vận dụng định luật bảo toàn động lượng em hệ ta xét hệ cô lập? Không xác định động lượng hệ bảo toàn theo phương nào? Không định hướng cách giải? Đặc biệt em cách chuyển phương trình từ dạng véc tơ sang dạng đại số? Do em làm không đáp án Đặc biệt dạng tập liên quan đến chuyển động vật vật hệ quy chiếu khác em học công thức cộng vận tốc phương pháp chiếu Trước thực trạng trên, tôi nghiên cứu đề tài : “ Vận dụng định lí Pitago, công thức cộng vận tốc phương pháp chiếu để rèn luyện kĩ giải số tập Vật lí 10 định luật bảo toàn động lượng cho học sinh lớp 10 trường THPT Lê Viết Tạo ” 1.2 Mục đích nghiên cứu: Rèn luyện kĩ giải số tập định luật bảo toàn động lượng cho học sinh lớp 10 trường THPT Lê Viết Tạo 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Định luật bảo toàn động lượng trường hợp vật hệ chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu hệ quy chiếu khác 1.4 Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm: 2.1.1 Căn theo định số 16/2006/QĐ-Bộ GD&ĐT ngày 05/06/2006 trưởng GD&ĐT nêu: “…Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc trưng môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện lớp học; bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, khả hợp tác; rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú  trách nhiệm học tậpcủa học sinh…” 2.1.2 Động lượng đại lượng véc tơ p = m.v mà vận tốc v vật có tính tương đối phụ thuộc vào hệ quy chiếu nên động lượng có tính tương đối phụ thuộc vào hệ quy chiếu 2.1.3 Hệ cô lập nếu: - Các vật hệ tương tác với nhau, không tương tác với vật   hệ: Fngoài = - Ngoại lực tác dụng lên hệ nhỏ so với nội lực    - Nếu Fngoài ≠ hình chiếu Fngoài phương triệt tiêu động lượng hệ bảo toàn phương 2.1.4 Công thức cộng vận tốc:    v13 = v12 + v23 Trong đó:    v13 vận tốc tuyệt đối, v12 vận tốc tương đối, v23 vận tốc kéo theo 2.1.5 Định lí Pitago: Trong tam giác vuông bình phương cạnh huyền tổng bình phương hai cạnh góc vuông: a = b + c 2.1.6 Phương pháp chiếu: - Các véctơ nằm theo chiều dương trục tọa độ chiếu lên lấy giá trị dương, ngược lại lấy giá trị âm - Các véctơ tạo với trục tọa độ góc α ta phải phân tích theo hai trục tọa độ ox oy tiến hành chiếu 2.2 Thực trạng vấn đề: 2.2.1 Về phía giáo viên: Trong trình giảng dạy môn Vật lí 10 phần định luật bảo toàn động lượng thường gặp phải khó khăn định sau: - Do tiết học có 45 phút mà số học sinh lớp lại đông Chính mà giáo viên gặp khó khăn việc xác định có học sinh nắm tốt, chưa tốt khả vận dụng lí thuyết để giải tập học sinh sao? - Sự không đồng lực, trình độ học sinh lớp lớp với - Trong phân phối chương trình thời lượng dành cho tiết tập nên giáo viên đề cập hết dạng tập đưa hết phương pháp giải dạng tập cho học sinh 2.2.2 Về phía học sinh: Đây khó khăn lớn hầu hết giáo viên: - Trong tiết Vật lí có học sinh hứng thú học tập em hiểu bài, vận dụng tốt lí thuyết để giải tập, khả định hướng trình bày rõ ràng Bên cạnh có nhiều học sinh không hứng thú học môn Vật lí, chí chán học, cảm thấy học đặc biệt tập căng thẳng, chán nản em chưa nắm tốt lí thuyết, cách vận dụng lí thuyết để giải tập nên tìm đáp án - Động lượng đại lượng véc tơ giải tập định luật bảo toàn động lượng em cách chuyển phương trình từ dạng véc tơ sang dạng đại số để tính toán - Các vận tốc biểu thức định luật bảo toàn động lượng phải hệ quy chiếu Nhưng gặp dạng tập định luật bảo toàn động lượng liên quan đến chuyển động vật hệ quy chiếu khác học sinh vận dụng công thức cộng vận tốc vào để giải tập 2.3 Giải pháp tổ chức thực hiện: 2.3.1 Các giải pháp thực hiện: - Thông qua tiết tập hình thành cho học sinh khả nhận biết kĩ giải số tập Vật lí 10 định luật bảo toàn động lượng hướng dẫn giáo viên - Tổ chức rèn luyện kĩ giải tập định luật bảo toàn động lượng cách vận dụng định lí Pitago, công thức cộng vận tốc phương pháp chiếu - Tổ chức kiểm tra đánh giá để thu thập thông tin khả nắm vững kiến thức vận dụng kiến thức học để giải tập học sinh - Cung cấp cho học sinh hệ thống tập có liên quan để học sinh tự rèn luyện 2.3.2 Tổ chức thực hiện: Nội dung mà đề cập tiến hành thông qua buổi học: Buổi 1: Tổ chức cho học sinh hình thành cách giải loại tập định luật bảo toàn động lượng vật chuyển động hệ quy chiếu hệ quy chiếu khác Buổi 2: Cho học sinh áp dụng cách giải dạng tập để giải tập liên quan Buổi 3: Tổ chức cho học sinh làm kiểm tra để thu thập thông tin khả tiếp thu kiến thức học sinh Buổi 1: Phân dạng phương pháp giải tập định luật bảo toàn động lượng trường hợp vật chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu hệ quy chiếu khác cách vận dụng định lí Pitago, công thức cộng vận tốc phương pháp chiếu Giáo viên đặt vấn đề: Như biết động lượng hệ cô lập đại lượng bảo toàn Do giải tập định luật bảo toàn động lượng ta tiến hành theo bước sau: Bước 1: Lập luận hệ ta xét hệ cô lập Bước 2: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ cô lập trước     sau tương tác: m1v1 + m2 v2 = m1v1′ + m2 v2′ (1) Lưu ý vận tốc phải hệ quy chiếu, vận tốc không hệ quy chiếu ta phải vận dụng công thức cộng vận tốc để đưa vận tốc hệ quy chiếu Bước 3: Chuyển biểu thức (1) từ dạng véc tơ sang dạng đại số cách vận dụng định lí Pitago phương pháp chiếu Ví dụ 1: Một người khối lượng m1 = 60 kg chạy với vận tốc v1 = m/s nhảy lên xe khối lượng m = 90 kg chạy song song ngang qua người với vận tốc v2 = m/s Sau đó, xe người tiếp tục chuyển động phương cũ Tính vận tốc xe sau người nhảy lên ban đầu người xe chuyển động: chiều ngược chiều ( Trích 26.4 - trang 10 sách giải toán Vật lí 10 - NXB Giáo dục) Giáo viên: Đối với tập vận tốc người xe hệ quy chiếu gắn với đường   - Hệ ( xe người) cô lập hệ chịu tác dụng trọng lực P phản lực N hai ngoại lực cân bằng, hệ chuyển động theo phương ngang không chịu tác dụng ngoại lực nên động lượng hệ bảo toàn theo phương ngang - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ (xe người) trước sau    m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2 ).v (1) người nhảy lên: - Chọn trục tọa độ ox có phương nằm ngang, chiều dương chiều chuyển động ban đầu xe Ban đầu người xe chuyển động chiều: x   O m1v1 m2v2 Chiếu (1) lên ox: m1.v1 + m2.v2 = (m1+m2).v m1 v1 + m2 v2 60.4 + 90.3 = = 3,4 m/s →v = m1 + m2 60 + 90 Vậy sau người nhảy lên xe tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 3,4 m/s Ban đầu người xe chuyển động ngược chiều:  m1v1 O  m2v2 x Chiếu (1) lên ox: -m1.v1 + m2.v2 = (m1+m2).v − m1 v1 + m2 v2 − 60.4 + 90.3 = = 0,2 m/s →v = m1 + m2 60 + 90 Vậy sau người nhảy lên xe tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 0,2 m/s Kết luận 1: Qua ví dụ ta thấy: - Nếu véc tơ động lượng thành phần phương, chiều véc tơ động lượng hệ phương, chiều với véc tơ động lượng thành phần có độ lớn tổng độ lớn động lượng thành phần→ vận tốc hệ tăng - Nếu véc tơ động lượng thành phần phương, ngược chiều véc tơ động lượng hệ phương, chiều với véc tơ động lượng thành phần có độ lớn lớn có độ lớn hiệu độ lớn động lượng thành phần→ vận tốc hệ giảm Giáo viên đặt vấn đề: Trong ví dụ ta thấy véc tơ động lượng thành phần phương Vậy véc tơ động lượng hệ vuông góc với véc tơ động lượng thành phần véc tơ động lượng lại xác định nào? Ví dụ 2: Viên đạn khối lượng m = 0,8 kg bay ngang với vận tốc v0=12,5 m/s độ cao H = 20m vỡ làm mảnh Mảnh thứ có khối lượng m = 0,5 kg, sau nổ bay thẳng đứng xuống chạm đất có vận tốc v1/ = 40 m/s Tìm độ lớn hướng vận tốc mảnh đạn thứ hai sau vỡ Bỏ qua sức cản không khí ( Trích 26.5 – Trang 11 sách giải toán Vật lí 10 - NXB Giáo dục) Giáo viên: Ở ví dụ vật ( mảnh đạn 2) chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu gắn với đất vật không chuyển động phương ví dụ - Xét hệ đạn hệ kín trọng lực viên đạn nhỏ so với nội lực đạn nổ, đạn chuyển động theo phương ngang nên động lượng viên đạn bảo toàn theo phương ngang - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho viên đạn trước sau nổ:    m.v0 = m1 v1 + m2 v2 (1) - v1 vận tốc mảnh sau nổ, v1/ vận tốc mảnh chạm đất → v1′2 − v12 = 2.g H → v1 = v1′2 − 2.g H = 40 − 2.10.20 = 20 m/s  m2v2 - Phương trình (1) biểu diễn hình vẽ   - Theo hình vẽ ta thấy m1 v1 vuông góc với m.v0 - Áp dụng định lí Pitago: ( m2 v2 ) = ( m1 v1 ) + ( m.v0 ) →m2 v = 2 α  mv0 ( m1 v1 ) + ( m.v0 ) ( ) →m2 v = 0,5.20 + ( 0,8.12,5) = 20 (kg.m/s) 20  = 66,7 m/s →v2 = m1v1 0,3 - Để xác định hướng vận tốc mảnh sau vỡ ta cần xác định góc α: tanα = m1 v1 0,5.20 = = → α = 60 m.v0 0,8.12,5 Nhận xét: sau vỡ, mảnh đạn bay chếch lên trên, nghiêng góc α = 60 so với phương ngang với vận tốc 66,7 m/s Kết luận 2: Như trường hợp véc tơ động lượng vuông góc với ta không áp dụng phương pháp chiếu mà vận dụng định lí Pitago làm cho toán trở nên đơn giản, cho kết nhanh Ví dụ 3: Khẩu đại bác đặt xe lăn, khối lượng tổng cộng m1=7,5 tấn, nòng súng hợp góc α=600 với mặt đường nằm ngang Khi bắn viên đạn khối lượng m2 = 20kg, súng giật lùi theo phương ngang với vận tốc v1 = 1m/s Tính vận tốc viên đạn lúc rời nòng súng Bỏ qua ma sát ( Trích 26.6 - Trang 12 sách giải toán Vật lí 10 - NXB Giáo dục) Giáo viên đặt vấn đề: Tương tự ví dụ đại bác viên đạn chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu gắn với đất Tuy nhiên véc tơ động lượng vật hệ không phương hay vuông góc ví dụ - Xét hệ (đại bác đạn) hệ cô lập hệ chịu tác dụng trọng lực và phản lực mặt đường lực tác dụng lên hệ theo phương thẳng đứng Theo phương ngang ma sát nên hình chiếu động lượng hệ theo phương ngang bảo toàn - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ thời điểm ban đầu    sau bắn: = m1 v1 + m2 v2 (1) - Chọn trục tọa độ ox nằm ngang, chiều dương chiều chuyển động viên  đạn Vì m1 >> m2 nên v1 nhỏ→ coi viên đạn rời nòng súng với vận tốc v hợp góc α = 600 so với phương ngang  m2 v2  m1 v1 α x O m1 v1 7,5.10 3.1 = = 750 m/s - Chiếu (1) lên ox: - m1.v1 + m2.v2.cosα = 0→v2= m2 cos α 20 cos 60 Kết luận chung: Qua ví dụ ta thấy vật hệ chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu nên tập giải tuân theo bước: B1: Lập luận hệ cô lập B2: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ cô lập     m1 v1 + m2 v2 = m1 v1′ + m2 v′2 (1) B3: Chọn hệ trục tọa độ ox chiếu (1) lên ox áp dụng định lí Pitago →đại lượng cần tìm Giáo viên đặt vấn đề: Trong ví dụ vật chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu toán giải theo bước Vậy vật hệ chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu khác toán giải nào? Ví dụ 4: Tên lửa khối lượng tổng cộng 100 bay với vận tốc 200 m/s tức thời 20 khí với vận tốc 400 m/s tên lửa Tính vận tốc tên lửa sau khí khí ra: phía sau tên lửa phía trước tên lửa Bỏ qua lực hấp dẫn Trái đất lực cản không khí ( Trích 27.3 - Trang 22 sách giải toán Vật lí 10 - NXB Giáo dục) Giáo viên: Trong ví dụ ta thấy tên lửa có khối lượng tổng cộng 100 chuyển động với vận tốc 200m/s đối Trái đất khí với vận tốc 400 m/s tên lửa Vậy vật hệ chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu khác Mà định luật bảo toàn động lượng vận tốc phải hệ quy chiếu Do ta phải đưa vận tốc hệ quy chiếu   - Gọi: V ,V ′ vận tốc tên lửa trước sau khí  v , v ′ vận tốc khí tên lửa vận tốc khí Trái đất  → Vận tốc khí Trái đất là: v′ = v + V - Hệ (tên lửa khí) hệ cô lập bỏ qua lực hấp dẫn Trái đất lực cản không khí → động lượng hệ bảo toàn theo phương thẳng đứng - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ trước sau khí:        M V = ( M − m).V ′ + m.(V + v ) → ( M − m).V ′ = ( M − m).V − m.v (1) - Chọn phương chiều trục tọa độ ox trùng với phương chiều chuyển động tên lửa x Khí phía sau tên lửa:  Chiếu (1) lên ox: (M-m).V/= (M-m).V + m.v ( M − m).V →V′ =V + m.v 20.400 = 200 + = 300 m/s M −m 80 Khí phía trước tên lửa: Chiếu (1) lên ox: (M-m).V/= (M-m).V - m.v →V ′ =V − m.v 20.400 = 200 − = 100 m/s M −m 80 O  m.v x  ( M − m).V  m.v O Kết luận 4: Đối với tập thay ta tính độ lớn vận tốc khí hệ quy chiếu gắn với Trái đất ta việc viết công thức cộng vận tốc cho khí hệ quy chiếu gắn với Trái đất thay vào công thức định luật bảo toàn động lượng sau ta việc thực phép chiếu lần thay cho việc ta phải thực phép chiếu lên ox: - Một chiếu công thức cộng vận tốc lên ox để tìm độ lớn vận tốc khí Trái đất - Hai chiếu (1) lên ox để tìm vận tốc tên lửa sau khí Cách làm tránh cho học sinh hay bị nhầm lẫn thực chiếu nhiều lần ngắn gọn hơn, dễ hiểu, đơn giản sau thay công thức cộng vận tốc vào biểu thức định luật bảo toàn động lượng tập tiến hành theo bước tương tự tập ví dụ 1,2,3 Ví dụ 5: Một người khối lượng m1 = 50kg đứng thuyền khối lượng m2 = 200kg nằm mặt nước yên lặng Sau đó, người từ mũi đến lái thuyền với vận tốc v1 = 0,5 m/s thuyền Biết thuyền dài 3m, bỏ qua lực cản nước Trong người chuyển động, thuyền quãng đường bao nhiêu? ( Trích 26.17 - Trang 15 sách giải toán Vật lí 10 - NXB Giáo dục) Giáo viên: Theo giả thiết thuyền chuyển động so với bờ, người chuyển động so với thuyền → thuyền người chuyển động hệ quy chiếu khác Bài tập giải tương tự tập ví dụ - Xét hệ (thuyền người) hệ cô lập hệ chịu tác dụng trọng lực phản lực nước ngoại lực tác dụng theo phương thẳng đứng, bỏ qua lực cản nước nên động lượng hệ bảo toàn theo phương ngang   - Gọi v1 ,v1′ vận tốc người thuyền vận tốc người bờ  v2 vận tốc thuyền bờ    → vận tốc người bờ: v1′ = v1 + v2 - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ trước sau người        dịch chuyển: = m1 v1′ + m2 v2 ↔ = m1 (v1 + v2 ) + m2 v2    m1 v1   → = (m1 + m2 ).v2 + m1 v1 → v2 = − m1 + m2 - Khi người từ mũi đến lái thuyền thuyền dịch chuyển theo chiều ngược lại với vận tốc có độ lớn: v2 = m1 v1 50.0,5 = = 0,1 m/s m1 + m2 250 3 = =6s v1 0,5 → người chuyển động thuyền quãng đường: s = v2 t = 0,1.6 = 0,6 m Kết luận chung: - Đối với tập định luật bảo toàn động lượng vật chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu ta việc giải cách áp dụng bước giải - Đối với dạng tập định luật bảo toàn động lượng mà vật hệ chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu khác ta việc áp dụng công thức cộng vận tốc thay vào biểu thức định luật bảo toàn động lượng tiến hành giải tương tự tập mà vật chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu - Thời gian người từ đầu đến cuối thuyền: t = Buổi 2: Một số tập vận dụng Bài 1: Trên mặt phẳng ngang bi khối lượng m = 15 g chuyển động sang phải với vận tốc v1 = 22,5 cm/s va chạm trực diện đàn hồi với bi khối lượng m2 =30 g chuyển động với vận tốc v2 = 18 cm/s Sau va chạm, bi có khối lượng m1 chuyển động sang trái với vận tốc v1’=31,5cm/s Tính vận tốc bi m2 sau va chạm Bỏ qua ma sát (Trích - Trang 181 sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao - NXB Giáo dục) Bài giải - Hệ hai bi hệ cô lập hệ chịu tác dụng trọng lực phản lực hai ngoại lực theo phương thẳng đứng mà hệ chuyển động theo phương ngang không chịu tác dụng ngoại lực nên động lượng hệ bảo toàn theo phương ngang - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ trước sau va chạm:         m1.v1 + m2 v2 = m1.v1′ + m2 v2′ → m2 v2′ = m1.v1 + m2 v2 − m1.v1′ (1) - Chọn hệ trục ox nằm ngang, chiều dương trùng với chiều chuyển động bi m1 trước va chạm  m1.v1  m1.v1′ - Chiếu (1) lên ox: m2 v′2 = m1.v1 − m2 v2 + m1.v1′ → v2′ = → v′2 =  m2 v2 O x m1.v1 − m2 v2 + m1.v′ m2 15.22,5 − 30.18 + 15.31,5 = cm/s 30 Bài 2: Một viên đạn có khối lượng m = 2kg bay đến điểm cao quỹ đạo parabol với vận tốc v = 200m/s theo phương nằm ngang nổ thành mảnh Một mảnh có khối lượng m = 1,5kg văng thẳng đứng xuống với vận tốc v1 = 200m/s Hỏi mảnh bay theo hướng với vận tốc bao nhiêu? (Trích - Trang 153 sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao - NXB Giáo dục) Bài giải - Xét hệ đạn hệ kín trọng lực viên đạn nhỏ so với nội lực đạn nổ, đạn chuyển động theo phương ngang nên động lượng viên đạn bảo toàn theo phương ngang - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho viên đạn trước sau nổ:     m.v = m1 v1 + m2 v2 (1) m2 v2   Vì m1 v1 vuông góc với m.v nên phương trình (1) biểu   diễn hình vẽ Theo hình vẽ ta thấy m1 v1 vuông góc α m.v  với m.v 2 Áp dụng định lí Pitago: ( m2 v2 ) = ( m1 v1 ) + ( m.v ) →m2 v = m2 v =  m1.v1 → ( m1 v1 ) + ( m.v ) (1,5.200) + ( 2.200) = 500 (kg.m/s) →v2 = 500 = 1000 m/s 0,5 - Để xác định hướng vận tốc mảnh sau vỡ ta cần xác định góc α: 10 m1 v1 1,5.200 = = → α = 37 m.v 2.200 Vậy sau vỡ, mảnh đạn bay chếch lên trên, nghiêng góc α = 37 so với phương ngang với vận tốc 1000 m/s tanα = Bài 3: Một tên lửa khối lượng m = 500kg chuyển động với vận tốc 200 m/s tách thành hai phần Phần bị tháo rời khối lượng 200kg sau chuyển động phía sau với vận tốc 100 m/s so với phần lại Tìm vận tốc phần? ( Trích 27.4 - Trang 22 sách giáo giải toán Vật lí 10 - NXB Giáo dục) Bài giải - Hệ tên lửa hệ cô lập   - Gọi v , v1′, v2 vận tốc tên lửa trước tách so với Trái đất  vận tốc hai phần sau tách so với Trái đất v1 vận tốc phần so với phần    - Theo công thức cộng vận tốc: v1′ = v1 + v (1) - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ tên lửa trước sau tách:           m.v = m1 (v1 + v2 ) + m v2 ↔ m.v = m1 v1 + (m1 + m2 ).v2 → (m1 + m2 ).v2 = m.v − m1 v1 (2) Chọn trục ox trùng với phương chuyển động tên lửa, chiều dương chiều chuyển động tên lửa - Chiếu (2) lên ox: x (m1 + m2 ).v2 = m.v + m1 v1 → v2 = m.v + m1 v1 500.200 + 200.100 = = 240 m/s m1 + m2 500  m.v o  m1.v1 - Chiếu (1) lên ox: v1′ = v2 − v1 = 240 − 100 = 140 m/s x  v2 o  v1 Bài 4: Thuyền dài l = 4m, khối lượng M = 160kg đậu mặt nước yên lặng Hai người khối lượng m1 = 50kg, m2 = 40kg đứng hai đầu thuyền 11 Hỏi họ đổi chỗ cho thuyền dịch chuyển đoạn bao nhiêu? Bỏ qua sức cản nước (Trích 26.25 - Trang 17 sách giải toán Vật lí 10 - NXB Giáo dục) Bài giải - Hệ người thuyền cô lập hệ chịu tác dụng trọng lực phản lực theo phương thẳng đứng Bỏ qua sức cản nước nên động lượng hệ bảo toàn theo phương ngang   - Gọi v1 ,v2 vận tốc người thuyền  v vận tốc thuyền bờ   v1 ' , v2 ' vận tốc người bờ       - Theo công thức cộng vận tốc: v1′ = v1 + v ; v2′ = v2 + v Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ trước sau người di           chuyển: o = M v + m1 v1 '+ m2 v2 ' ↔ o = M v + m1 (v1 + v ) + m2 (v2 + v )        o = ( M + m1 + m2 ).v + m1.v1 + m2 v2 ⇒ ( M + m1 + m2 ).v = − m1.v1 − m2 v2 (1) - Chọn trục tọa độ ox nằm ngang, chiều dương trùng với chiều chuyển động người x   m1v1 m2 v o - Chiếu (1) lên ox: ( M + m1 + m2 ).v = m1.v1 − m2 v2 ⇒ v = m1.v1 − m2 v2 M + m1 + m2 - Coi vận tốc người thuyền nhau: v1 = v2 (m1 − m2 ).v1 v= M + m1 + m2 l - Gọi t thời gian người đổi chỗ cho nhau: v1 = t (m1 − m2 ).l (m1 − m2 ).l (50 − 40).4 ⇒v= ⇔ v.t = ⇔s= = 0,16m t.( M + m1 + m2 ) M + m1 + m2 160 + 50 + 40 Bài 5: Có bệ pháo khối lượng 10 chuyển động đường ray nằm ngang không ma sát Trên bệ có gắn pháo khối lượng Giả sử pháo có chứa viên đạn khối lượng 100 kg nhả đạn theo phương ngang với vận tốc đầu nòng 500 m/s pháo Xác định vận tốc bệ pháo sau bắn, trường hợp: Lúc đầu hệ đứng yên Trước bắn, bệ pháo chuyển động với vận tốc 18 km/h a, Theo chiều bắn b, Ngược chiều bắn (Trích 23.7 - trang 54 sách tập Vật lý 10 - NXB Giáo dục) Bài giải: 12 - Gọi: M khối lượng bệ pháo pháo   V0 V vận tốc (bệ pháo + pháo) trước sau bắn  m khối lượng đạn; v0 vận tốc đạn pháo    → Vận tốc đạn đất là: v = v0 + V - Hệ (bệ pháo +  pháo + đạn) hệ cô lập nhả đạn nội lực lớn so với ngoại lực p ⇒ hệ chuyển động theo phương ngang nên động lượng hệ bảo toàn theo phương ngang - Áp dụng Định luật bảo toàn động lượng cho hệ trước sau nhả đạn:     ( M + m).V0 = M V + m.(v0 + V )       ( M + m).V0 = ( M + m).V + m.v0 ⇒ ( M + m).V = ( M + m).V0 − m.v0 (1)   Lúc đầu hệ đứng yên: V0 = ⇒ ( M + m).V = − m.v0 ⇒ Khẩu pháo chuyển động ngược chiều với chiều chuyển động đạn có m.v0 100.500 = ≈ 3,31m / s vận tốc: V = M + m 15100 Trước bắn bệ pháo chuyển động với vận tốc V0 = 18 km/h = m/s - Chọn trục ox nằm ngang,chiều dương chiều chuyển động bệ pháo a, Theo chiều bắn: x   m v ( M + m ) v o 0 m.v0 Chiếu (1) lên ox: ( M + m).V = ( M + m).V0 − m.v0 ⇒ V = V0 − M +m 100.500 V =5− ≈ 1,69m / s 15100 b, Ngược chiều bắn:   x m.v0 ( M + m).v0 o Chiếu (1) lên ox: ( M + m).V = ( M + m).V0 + m.v0 ⇔ V = V0 + m.v0 100.500 = 5+ ≈ 8,31m / s M +m 15100 Buổi 3: Tổ chức kiểm tra, đánh giá học sinh 13 Sau học sinh nắm phương pháp giải luyện tập với cách làm trên, tiến hành kiểm tra lấy kết dựa kiểm tra sau Đề bài: Bài 1: Người khối lượng m1 = 50 kg nhảy từ bờ lên thuyền khối lượng m2 = 200 kg theo hướng vuông góc với chuyển động thuyền, vận tốc người m/s, thuyền 1,5 m/s Tính độ lớn hướng vận tốc thuyền sau người nhảy lên Bỏ qua sức cản nước (Trích 26.21 – trang 16 sách giải toán Vật lý 10 – NXB Giáo dục) Bài 2: Một tên lửa khối lượng tổng cộng m = 500kg chuyển động với vận tốc 200 m/s khai hỏa động Một lượng nhiên liệu khối lượng m1=50 kg cháy tức thời phía sau với vận tốc v1 = 700 m/s 1, Tính vận tốc tên lửa sau nhiên liệu cháy? 2, Sau phần vỏ chứa nhiên liệu khối lượng 50 kg tách khỏi tên lửa chuyển động theo hướng cũ vận tốc giảm 1/3 Tìm vận tốc phần tên lửa lại (Trích 27.1 – trang 21 sách giải toán Vật lý 10 – NXB Giáo dục) Bài 3: Một người khối lượng m1 = 60 kg đứng xe goòng có khối lượng m2 = 240 kg chuyển động đường ray với vận tốc m/s.Tính vận tốc xe, người: a, Nhảy sau xe với vận tốc m/s xe b, Nhảy trước xe với vận tốc m/s xe   c, Nhảy khỏi xe với vận tốc v1 ' xe, v1 ' vuông góc với thành xe (Trích 26.18 – trang 15 sách giải toán Vật lý 10 – NXB Giáo dục) Bài 4: Trên hồ có thuyền,mũi thuyền hướng thẳng góc với bờ Lúc đầu thuyền nắm yên, khoảng cách từ mũi thuyền tói bờ 0,75 m Một người bắt đầu từ mũi đến đuôi thuyền Hỏi mũi thuyền có đập vào bờ không, chiều dài thuyền m Khối lượng thuyền M=140 kg, người m = 60 kg Bỏ qua ma sát thuyền nước (Trích 4.11 – trang 48 sách tập vật lý nâng cao 10 – NXB Giáo dục) Bài 5: Một tên lửa có khối lượng tổng cộng M = 10 bay với vận tốc V= 200 m/s trái đất phía sau (tức thời), khối lượng khí m = với vận tốc v = 500 m/s tên lửa Tìm vận tốc tên lửa sau khí với giả thiết toàn khối lượng khí lúc (Trích – trang 153 sách giải toán Vật lý 10 – NXB Giáo dục) 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục: 14 - Để nắm kết việc áp dụng phương pháp trên, sau học xong buổi tiến hành tổ chức cho học sinh làm kiểm tra với đối tượng học sinh thuộc lớp khác nhau, có mức độ học tập tương đương lớp 10A nghiên cứu lớp 10B chưa nghiên cứu Tôi thu kết sau: + Đối với học sinh lớp 10A sau nghiên cứu vấn đề, phần lớn học sinh biết cách vận dụng để giải tập cho kêt xác + Đối với học sinh lớp 10B sau chưa nghiên cứu tỏ lúng túng, định hướng giải vận dụng kiến thức để giải, gặp loại tập mà có vật chuyển động với vận tốc hệ quy chiếu khác Một số em có học lực khá, gặp dạng tập liên quan đến chuyển động vật có vận tốc hệ quy chiếu khác thường làm sau: Viết công thức cộng vận tốc, chiếu phương trình vận tốc lên phương ox để đưa vận tốc vật hệ quy chiếu → áp dụng Định luật bảo toàn động lượng → chiếu lên ox Cách làm nhiều thời gian dễ bị sai sót, nhầm lẫn thực phép chiếu nhiều lần Bảng thống kê kết so sánh lớp: Lớp Sĩ số 10A 10B 41 45 % HS loại % HS loại giỏi 32 (13) 6,7 (3) 46 (19) 15,6 (7) % HS loại TB 12 (5) 49 % HS loại yếu-kém 10 28,7 Qua bảng thống kê kết so sánh lớp, ta thấy: Việc nghiên cứu đưa cho học sinh phương pháp giải loại tập giúp cho em giải toán nhanh hơn, xác phù hợp với mức độ kỳ thi KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ: 3.1 Kết luận: Sau thời gian kiểm nghiệm đối tượng học sinh làm quen với cách làm trên, thấy học sinh có phát triển tư hơn, có khả biến vấn đề phức tạp thành vấn đề đơn giản hơn, đồng thời biết cách giải toán nhanh hơn, xác hơn, em không cảm thấy bỡ ngỡ, phương hướng gặp loại tập Như việc hình thành cho học sinh phương pháp giải tập giúp cho em có khả tư duy, nhận biết, định hướng cách giải phân loại dạng tập Từ giúp em tự tin hơn, yêu thích môn Đó mục đích sáng kiến kinh nghiệm 3.2 Kiến nghị: 15 Qua thành công bước đầu phương pháp trên, nghĩ trình giảng dạy cần có đầu tư nghiên cứu, phân loại đưa phương pháp giải cho dạng tập giúp học sinh hiểu chất vấn đề, giải vấn đề cách đơn giản Trong tiết lí thuyết, giáo viên cần đưa ví dụ tập vận dụng lí thuyết vừa nghiên cứu để giải giúp em nắm lí thuyết Còn tiết tập, việc giải tập sách giáo khoa, sách tập, giáo viên đưa dạng tập nâng cao, cách giải mà sách giáo khoa sách tập chưa đề cập tới Sáng kiến kinh nghiệm phần nhỏ mà thân thu trình giảng dạy Tôi mong sáng kiến kinh nghiệm đồng nghiệp nghiên cứu cho phản hồi ưu nhược điểm phương pháp Bài viết chắn tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến đồng nghiệp giúp hoàn chỉnh sáng kiến XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày 10 tháng 05 năm 2016 Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép người khác Trần Thị Ngọc Thư TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 Sách giáo khoa Vật lí 10 – NXB Giáo dục Sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao – NXB Giáo dục Sách tập Vật lí 10 nâng cao – NXB Giáo dục Sách tập Vật lí 10 – NXB Giáo dục Sách giải toán Vật lí 10 – NXB Giáo dục Chuẩn kiến thức kĩ môn Vật lí – NXB Giáo dục 17 ... sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc trưng môn học, đặc điểm đối tư ng học sinh, điều kiện lớp học; bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, khả hợp tác; rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực... trình độ học sinh lớp lớp với - Trong phân phối chương trình thời lượng dành cho tiết tập nên giáo viên đề cập hết dạng tập đưa hết phương pháp giải dạng tập cho học sinh 2.2.2 Về phía học sinh: ... động vật hệ quy chiếu khác học sinh vận dụng công thức cộng vận tốc vào để giải tập 2.3 Giải pháp tổ chức thực hiện: 2.3.1 Các giải pháp thực hiện: - Thông qua tiết tập hình thành cho học sinh khả